На главную

Статья по теме: Ориентации макромолекул

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

При ориентации макромолекул всегда усиливается различие свойств полимера по разным направлениям. Волокна, например, обладают значительно большей разрывной прочностью в продольном направлении, чем в поперечном, что проявляется в легкой рас-щепляемости их на отдельные волоконца. Объясняется это наличием в полимерах таких двух резко различных видов взаимодействия между атомами, как прочные химические связи, направленные вдоль цепи и разрушающиеся только при действии высоких[23, С.465]

При ориентации макромолекул полимерное тело существенно изменяет весь комплекс своих свойств — появляется анизотропия упругих, прочностных, онтич. и ряда др. физич. свойств. Переход от изотропного аморфного тела к анизотропному может происходить: •]) постепенно — через состояния с различной степенью ориентации, а следовательно, и анизотропии; 2) путем четко выраженного скачкообразного изменения, напр, путем образования т. наз. «шейки» при растяжении стеклообразных полимерных тел. В последнем случае структурные превращения в пределах аморфного состояния во многом похожи па фазовые превращения тел в кристаллич. состоянии, хотя и не являются ими. Это сходство обусловлено тем, что фазовые превращения в кристал-лич. состоянии также являются одним из типов структурных превращений в твердых телах.[47, С.65]

При ориентации макромолекул полимерное тело существенно изменяет весь комплекс своих свойств — появляется анизотропия упругих, прочностных, оптич. и ряда др. физич. свойств. Переход от изотропного аморфного тела к анизотропному может происходить: 1) постепенно — через состояния с различной степенью ориентации, а следовательно, и анизотропии; 2) путем четко выраженного скачкообразного изменения, напр, путем образования т. наз. «шейки» при растяжении стеклообразных полимерных тел. В последнем случае структурные превращения в пределах аморфного состояния во многом похожи на фазовые превращения тел в кристал-лич. состоянии, хотя и не являются ими. Это сходство обусловлено тем, что фазовые превращения в кристал-лич. состоянии также являются одним из типов структурных превращений в твердых телах.[50, С.62]

О степени ориентации макромолекул в аморфной фазе полиэфирного волокна существовали различные мнения. Куинн и Стилл [88] считали аморфные области достаточно упорядоченными, но ориентированными перпендикулярно к кристаллическим. На основе исследований способом ядерного магнитного резонанса [4] был сделан вывод, что аморфные области дезориентированы; однако допускалась ориентация макромолекул аморфной фазы в слое, примыкающем к кристаллитам. Было показано [89], что между общим двойным лучепреломлением волокна и вкладом двойного лучепреломления аморфных областей существует линейная зависимость. Вклад двойного лучепреломления кристаллических областей всегда больше вклада этого показателя аморфных областей, т. е. макромолекулы аморфной фазы хотя и ориентированы, но их ориентация, по мнению автора, значительно меньше, чем ориентация макромолекул, входящих в состав кристаллитов.[10, С.132]

В результате ориентации макромолекул мы получили увеличение разрывной прочности при одновременном снижении разрывного удлинения. По сравнению с пределом текучести исходного полимера выигрыш полный: увеличилась прочность при разрыве по сравнению с от и удлинение при разрыве по сравнению с вт. Важно также то, что в результате ориентации работа разрушения оказывается много больше работы упругой деформации исходного образ-ла (до предела текучести). Соответствующие площади под кривыми показаны на том же рисунке 12.16, а.[5, С.192]

Высокая прочность льна объясняется именно высокой степенью ориентации макромолекул. Макромолекулы целлюлозы хлопка менее Ориентированы, и прочность его ниже. Вискозное волокно, аналогичное по логической природе льну и хлопку (целлюлоза), сше менее прочно. Однако специально приготовленное ориентированное вискозное волокно име^т очень высокую прочность. Очекь прочны ориентированные полиамидные и полиэфирные волокнл. Их прочность превышает прочность натурального шелка и шерст.[7, С.232]

Высокая Прочность льна объясняется именно высокой степенью ориентации макромолекул. Макромолекулы целлюлозы хлопка менее Ориентированы, и прочность его ниже. Вискозное волокно, аналогичное по химической природе льну и хлопку (целлюлоза?, сше менее прочно. Однако специально приготовленное ориентированное вискозное волокно имеет очень высокую прочность. Очень прочны ориентированные полиамидные и полиэфирные BCVIOKHJ. Их прочность превышает прочность натурального шелка и шераи.[21, С.232]

Таким образом, максимальная концентрация, при которой взаимные ориентации макромолекул совершенно независимы, для больших значений х пропорциональна обратной величине осевого отношения. Это заключение вытекает только из учета асимметрии молекул и не связано с допущениями о наличии каких-либо межмолекулярных сил. Легко показать, что в отсутствии растворителя (vz=l) самоупорядочение системы должно происходить уже при осевых отношениях порядка 2е.[38, С.70]

Метод ИКС НПВО применяется для оценки степени кристалличности и ориентации макромолекул в приповерхностных слоях толщиной около 1 мкм в прессованных образцах [20]. Для оценки ориентации ПЭНД используется полоса поглощения 2850 см"1 валентных колебаний -СН2-групп, нечувствительная к фазовому состоянию. Степень кристалличности определяется по величине отношения оптических плотностей полос 730 и 720 см"1, а для полихлоропренового каучука [21] - из отношения интенсивности полос поглощения при 780 и 1660см'1.[15, С.363]

Температура расплава определяет его текунесть, плотность, степень ориентации макромолекул полимера при течении расплава в форме. Текучесть должна быть достаточной для заполнения гнезд формы и точного воспроизведения их конфигурации. Кристаллические полимеры при нагревании переходят в аморфное состояние, что сопровождается снижением их плотности. Например, плотность кристаллической фазы полиэтилена 1000 кг/м3, аморфной 840 кг/м3. Следовательно, переход в аморфное состояние сопровождается увеличением объема материала. Происходит также и термическое расширение полимера. Увеличение объема полимера при плавлении может достигать 9—10%. Слишком высокая температура литья может привести к интенсивной термоокислительной деструкции полимера, а также к его частичному сшиванию, снижению прочности, эластичности, изменению цвета и другим нежелательным последствиям.[19, С.283]

Свойства полимера в ориентированном состоянии определяются не только средней степенью ориентации макромолекул, но и более тонкими особенностями его строения. Наличие у полимеров сравнительно широкого распределения по длинам цепей и узлов молекулярной, сетки разной стабильности приводит к тому, что появляются качественные отличия в ориентации полимера, вытянутого при высокой и низкой температуре. Чем выше температура вытяжки, тем интенсивнее идет процесс разрушения узлов молекулярной сетки, причем в первую очередь разрушаются слабые узлы. Конфигурационные и конформационные изменения цепей при их растяжении лимитируют более стабильные, но реже расположенные узлы. Поэтому все большая доля коротких молекул выходит из напряженного состояния и оказывается в свернутом неориентированном состоянии. В этом случае ориентированными оказываются преимущественно макромолекулы с большой молекулярной массой. Степень их ориентации непрерывно растет с увеличением степени вытяжки. Они находятся как бы в растворе неориентированных молекул с низкой молекулярной массой. Поэтому два образца, ориентированные до одинаковой степени при высокой и низкей температуре, могут отличаться не только общими удлинениями, но и длинами ориентированных молекул. В первом случае образец ориентирован в основном за счет длинных молекул, во втором—за счет -' "2 -^ "'• всех молекул, имеющихся в образце.[3, С.189]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лосев И.П. Химия синтетических полимеров, 1960, 577 с.
2. Тадмор З.N. Теоретические основы переработки полимеров, 1984, 632 с.
3. Бартенев Г.М. Курс физики полимеров, 1976, 288 с.
4. Бартенев Г.М. Физика и механика полимеров, 1983, 392 с.
5. Кулезнев В.Н. Химия и физика полимеров, 1988, 312 с.
6. Стрепихеев А.А. Основы химии высокомолекулярных соединений, 1976, 440 с.
7. Тагер А.А. Физикохимия полимеров, 1968, 545 с.
8. Амброж И.N. Полипропилен, 1967, 317 с.
9. Аскадский А.А. Компьютерное материаловедение полимеров Т.1 Атомно-молекулярный уровень, 1999, 544 с.
10. Петухов Б.В. Полиэфирные волокна, 1976, 271 с.
11. Тугов И.И. Химия и физика полимеров, 1989, 433 с.
12. Нелсон У.Е. Технология пластмасс на основе полиамидов, 1979, 255 с.
13. Рейтлингер С.А. Проницаемость полимерных материалов, 1974, 271 с.
14. Розенберг М.Э. Полимеры на основе винилацетата, 1989, 175 с.
15. Аверко-Антонович И.Ю. Методы исследования структуры и свойств полимеров, 2002, 605 с.
16. Азаров В.И. Химия древесины и синтетических полимеров, 1999, 629 с.
17. Бартенев Г.М. Физика полимеров, 1990, 433 с.
18. Браун Д.N. Практическое руководство по синтезу и исследованию свойств полимеров, 1976, 257 с.
19. Брацыхин Е.А. Технология пластических масс Изд.3, 1982, 325 с.
20. Донцов А.А. Хлорированные полимеры, 1979, 232 с.
21. Тагер А.А. Физикохимия полимеров Издание второе, 1966, 546 с.
22. Розенберг М.Э. Полимеры на основе винилацетата, 1983, 175 с.
23. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения, 1981, 656 с.
24. Бартенев Г.М. Прочность и разрушение высокоэластических материалов, 1964, 388 с.
25. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров Издание третье, 1978, 328 с.
26. Липатов Ю.С. Адсорбция полимеров, 1972, 196 с.
27. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров, 1977, 303 с.
28. Ребиндер П.А. Проблемы физико-химической механики волокнистых и пористых дисперсных структур и материалов, 1967, 624 с.
29. Сажин Б.И. Электрические свойства полимеров Издание 3, 1986, 224 с.
30. Торнер Р.В. Основные процессы переработки полимеров Теория и методы расчёта, 1972, 455 с.
31. Уорд И.N. Механические свойства твёрдых полимеров, 1975, 360 с.
32. Торнер Р.В. Теоретические основы переработки полимеров, 1977, 464 с.
33. Шеин В.С. Основные процессы резинового производства, 1988, 160 с.
34. Виноградов Г.В. Реология полимеров, 1977, 440 с.
35. Вендорф Д.N. Жидкокристаллический порядок в полимерах, 1981, 352 с.
36. Каргин В.А. Избранные труды структура и механические свойства полимеров, 1979, 452 с.
37. Каргин В.А. Коллоидные системы и растворы полимеров, 1978, 332 с.
38. Манделькерн Л.N. Кристаллизация полимеров, 1966, 336 с.
39. Марихин В.А. Надмолекулярная структура полимеров, 1977, 240 с.
40. Рафиков С.Р. Введение в физико - химию растворов полимеров, 1978, 328 с.
41. Семенович Г.М. справочник по физической химии полимеров том 3, 1985, 592 с.
42. Тюдзе Р.N. Физическая химия полимеров, 1977, 296 с.
43. Михайлов Н.В. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.
44. Роговин З.А. Физическая химия полимеров за рубежом, 1970, 344 с.
45. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 516 с.
46. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 576 с.
47. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров том 1, 1972, 612 с.
48. Красновский В.Н. Химия и технология переработки эластомеров, 1989, 140 с.
49. Кулезнёв В.Н. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.
50. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 1, 1974, 609 с.
51. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 514 с.
52. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 575 с.
53. Коршак В.В. Итоги науки химические науки химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений том 6, 1961, 854 с.
54. Коршак В.В. Химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений Том 9, 1967, 946 с.
55. Петров Г.С. Технология синтетических смол и пластических масс, 1946, 549 с.
56. Уайт Д.Л. Полиэтилен, полипропилен и другие полиолефины, 2006, 251 с.

На главную